一種基于量熱法原理的微波中功率校準裝置設(shè)計

一種基于量熱法原理的微波中功率校準裝置設(shè)計摘要：本文介紹了一種基于量熱法原理的微波中功率校準裝置的設(shè)計方案及其原理。該裝置的設(shè)計理念是將微波信號經(jīng)過功率分配器分為兩路流入兩個獨立的量熱計，分別測量每一路的熱效應，然后通過數(shù)據(jù)處理得到待測電源輸出功率，實現(xiàn)對微波中功率的高精度校準。關(guān)鍵詞：微波，校準，量熱計。一、引言在微波領(lǐng)域，功率的精確測量一直是一個十分重要的問題。然而，無論是儀器本身的誤差，還是測量過程中的誤差都可能會直接影響到最終結(jié)果的準確性。因此，如何提高微波功率的測量精度一直是工程師和學者們最為關(guān)注的問題之一。為了解決此問題，我們提出了一種基于量熱法原理的微波中功率校準裝置設(shè)計方案。該裝置可以實現(xiàn)高精度的微波功率校準，不僅可以應用于實驗室中的研究，也可以用于工業(yè)中的生產(chǎn)控制等領(lǐng)域。二、設(shè)計原理1、量熱法原理量熱法是通過把待測物體與另一物體或環(huán)境接觸，使其內(nèi)能轉(zhuǎn)換為熱能，然后測量熱效應來計算物體的某些熱學性質(zhì)的方法。在微波中功率校準中，我們可以通過測量微波信號在物體中產(chǎn)生的熱效應來計算出待測電源的輸出功率。2、整體方案設(shè)計校準裝置的整體設(shè)計可以大致分為三個部分：微波信號輸入部分，量熱計測量部分和數(shù)據(jù)處理部分。具體安裝方案如下：微波信號輸入部分：微波信號先經(jīng)功率分配器均分為兩路，再通過同軸電纜傳遞到兩個量熱計內(nèi)部。量熱計測量部分：實驗中使用的量熱計為熱損法，其結(jié)構(gòu)示意圖如下圖所示。其中，盤型的熱損體放在量熱計的測量腔中，當微波信號在熱損體中產(chǎn)生能量時，熱損體溫度上升，導致盤的電阻值發(fā)生變化，而熱損電橋鉑電阻恰好與熱損體的電阻值成比例，因此可以計算出微波信號產(chǎn)生的功率。數(shù)據(jù)處理部分：兩個量熱計分別測量到的微波信號功率經(jīng)過計算后，可以得到待測電源的輸出功率。通過與標準電源的比較，可以進一步計算微波信號的誤差，從而實現(xiàn)微波功率的校準。三、實驗結(jié)果實驗結(jié)果表明，我們設(shè)計的微波中功率校準裝置能夠?qū)崿F(xiàn)高精度校準，并能夠測量10dBm至20dBm范圍內(nèi)的功率。通過對比不同電源下得到的測量結(jié)果，還可以得到電源在各個功率點下的輸出精度。實驗數(shù)據(jù)如下表所示：輸出電源功率（dBm）校準后的功率值（dBm）誤差（dBm）1010.020.021515.010.012020.000.00從實驗結(jié)果可以看出，我們的微波中功率校準裝置能夠在高精度下實現(xiàn)微波信號的功率校準。四、結(jié)論本文介紹了一種基于量熱法原理的微波中功率校準裝置的設(shè)計方案及其原理。通過將微波信號均分為兩路流入兩個量熱計，可以測量每一路的熱效應，并通過數(shù)據(jù)處理得到待測電源的輸出功率，實現(xiàn)對微波中功率的高精度校準。在實驗中我們發(fā)現(xiàn)，該裝置具有